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超导量子比特量子计算机因其技术成熟度及与现有半导体制造基础设施的高度兼容性，成为最具大规模集成潜力的量子计算架构之一。从教育视角来看，该架构也架起了经典微波电子学与量子电动力学之间的桥梁。本文首先概述量子计算机基础原理、超导现象及约瑟夫森结，继而围绕DiVincenzo准则——超导量子比特实现实用量子计算机的必要条件——介绍相关核心技术与概念。首先，该工作系统分析了基于约瑟夫森结构建的各类超导量子比特，揭示包括噪声抗扰性在内的多维度设计参数间的权衡关系；其次，重点探讨实现纠缠门操作的不同方案，这是提升容错量子计算效率的主要瓶颈；第三，详述读出系统工程化方案，包括Purcell滤波器与量子极限放大器的具体实现；最后，深入剖析限制量子比特相干时间的核心因素——二能级系统缺陷的本质特征及相关研究进展。需要强调的是，DiVincenzo准则仅是量子计算技术的准入门槛，要实现实用化量子计算机必须解决大规模集成问题。该研究团队综述了超导量子器件大规模集成的提案与发展动态，并通过类比电子设计自动化(EDA)在半导体领域的应用，探讨EDA工具在超导量子计算机设计中的关键作用——这正是实现大规模集成的必要条件。